Bài giảng cơ sở thiết kế máy 2 - P8

Đây là bài giảng " Cơ sở thiết kế máy - tập 1 + 2 " của Thầy Lê Cung - ĐHBK Đà Nẵng . TÀi liệu này dùng cho sinh viên chuyên ngành cơ khí chế tạo máy và sinh viên ngành CN Nhiệt - điện lạnh .

Trang 1

Chương 5 (4 tiết)

MỐI GHÉP BẰNG REN

5.1 Khái niệm chung

1 Giới thiệu mối ghép ren

9 Các CTM được ghép lại với nhau nhờ các

chi tiết có ren như bulông và đai ốc, vít, vít

cấy, lỗ ren trên CTM được ghép ⇒ mối ghép

tháo được

Trang 2

9Các mối ghép ren thường dùng :

 Mối ghép bằng bulông

9 Khi các CTM có chiều

9 Khi cần tháo lắp luôn

1 Giới thiệu mối ghép ren 9Các mối ghép ren thường dùng :

9Khi MG không có chỗ để

chứa đai ốc

9 Khi cần giảm khối lượng

MG (các CTM phải đủ dày

để làm lỗ ren)

9 Khi một trong các CTM

được ghép khá dày

 Mối ghép bằng vít

Trang 3

1 Giới thiệu mối ghép ren 9Các mối ghép ren thường dùng :

 Mối ghép bằng vít cấy :

Khi một trong các

CTM quá dày (không

dùng được bulông) lại

cần tháo lắp luôn (nếu

dùng vít lỗ ren sẽ

nhanh hỏng)

Mối ghép ống dùng để nối các ống lại với nhau

p x p

d 1

9 Hình phẳng di chuyển theo

đường xoắn ốc, luôn luôn nằm

trong mặt phẳng qua trục OO, các

cạnh của hình phẳng sẽ hình

thành nên mặt ren

9 Ren tam giác, ren vuông, ren

hình thang, ren tròn

Tất cả ren dùng trong mối ghép là ren một mối

9 Ren trụ, ren côn

9 Ren trái, ren phải

9 Ren một đầu mối, ren nhiều đầu mối

Trang 4

 Các loại ren thường dùng trong mối ghép ren

¾ Ren hệ mét :

 Kích thước ren [mm]

 Tiết diện ren có tam giác đều, góc ở đỉnh α

= 60°

 Đỉnh và chân ren được hớt hoặc lượn tròn

(nhằm tránh tập trung ứng suất ở chân ren

và dập xướt đỉnh răng)

 Hai loại : ren bước lớn, ren bước nhỏ

¾ Ren hệ Anh

 Kích thước ren [inch]

 Tiết diện = hình tam giác

cân, góc ở đỉnh α = 55°

 Bước ren được đặc trưng

bằng số ren/chiều dài 1 inch

Trang 5

 Dùng ghép kín các ống với nhau

 Hình dạng kích thước theo ren hệ

Anh bước nhỏ (do thành ống mỏng

nên phải dùng ren bước nhỏ)

 Khi lắp không có khe hở để bảo

đảm kín khít

¾ Ren ống

 bu lông, vít chịu tải

 các CTM có vỏ mỏng

(chuôi bóng đèn, )

¾ Ren tròn Các loại ren thường dùng trong mối ghép ren

Trang 6

9 Ren vít bắt gỗ hoặc ghép

các vật liệu có độ bền thấp

9 Tiết diện ren : hình tam giác,

chiều rộng rãnh lớn hơn chiều

dày ren (để bảo đảm độ bền

đều về cắt của ren vít bằng

thép và ren của gỗ)

¾ Ren vít bắt gỗ

9 Đường kính ngoài

(đường kính danh

nghĩa) của ren d

d

d 2

d 1

p

2 Các thông số hình học chủ yếu của ren hình trụ

9 Đường kính

trong của ren d 1

9 Đường kính trung bình :

=

Trang 7

h

+ Bước ren : p

Hai loại : bước nhỏ và bước lớn

+ Bước xoắn vít p X (bước của đường xoắn ốc)

+ Số mối ren của vít : n

Ren n đầu mối : p X = np

d

d 2

d 1

p

+ Góc vít γ (góc nâng của đường

xoắn ốc trên mặt trụ trung bình)

+ Góc prôfin răng (góc tiết diện răng) : α

+ Chiều cao làm việc của ren : h

α

h

Trang 8

3 Các chi tiết máy dùng trong mối ghép ren

Theo phương pháp và độ chính xác chế tạo

⇒ bulông thô, nửa tinh và tinh

Đầu vít có nhiều kiểu : hình vuông, hình

sáu cạnh, hoặc có rãnh để vặn vít

Mechanical Desktop

 Đai ốc

Thường dùng nhất là đai ốc có sáu cạnh

Đai ốc hãm kết hợp với đệm có cánh (phòng lỏng)

Có thể có các rãnh để lắp chốt chẻ (phòng lỏng)

 Đai ốc hãm

Đai ốc thô, nửa tinh và tinh

Trang 9

 Vòng đệm thường

 Vòng đệm vênh

 Đệm có cánh

Vòng đệm thường : bảo vệ bề mặt CTM

khỏi bị cào xước khi vặn đai ốc; tăng

diện tích tiếp xúc giữa bề mặt CTM và

đai ốc → giảm ứng suất dập

4 Sự nới lỏng của mối ghép ren

Biện pháp phòng lỏng

 Sự nới lỏng của mối ghép ren

9 Ren lắp ghép : ϕ’ < γ ⇒ dưới tác dụng của tải

trọng tĩnh dọc trục Fa, đai ốc không thể tự nới

lỏng (tự hãm) Để tháo lỏng đai ốc ⇒ tác dụng

lên đai ốc momen M > Mms trong MG ren

9 Khi bị va đập hay rung động, có lúc Fa từ bu

lông lên đai ốc bị triệt tiêu ⇒ không còn áp lực

trên bề mặt tiếp xúc ⇒ Mms = 0 ⇒ nếu có

momen ngẫu nhiên M lên đai ốc → đai ốc bị

nới lỏng chút ít ⇒ nới lỏng hoàn toàn

Trang 10

 Biện pháp phòng lỏng

4 Sự nới lỏng của mối ghép ren - Biện pháp phòng lỏng

9 Tạo ra lực căng phụ tác động lên đai ốc ⇒

ma sát phụ giữa ren bu lông và ren đai ốc :

Dùng hai đai ốc

Vặn chặt đai ốc thứ hai

⇒ lực căng phụ giữa hai đai ốc

Nhược : tăng thêm khối lượng, kích thước mối ghép, khi rung động mạnh không bảo đảm phòng lỏng

Dùng vòng đệm vênh

Lực căng phụ do lực đàn hồi đệm vênh Miệng của vòng đệm vênh tỳ vào đai ốc và bề mặt ghép →không cho đai ốc bị nới lỏng

Nhược : gây lực lệch tâm lên bu lông

Trang 11

Dùng đệm gập

¾ Dùng các CTM phụ để cố định đai ốc, không

cho đai ốc xoay tương đối so với bu lông :

Dùng chốt chẻ, dây néo

Lỗ lắp chốt chẻ

Đai ốc hãm và đệm có cánh

Khá bảo đảm; không thể điều chỉnh

dần lực siết (mà theo từng nấc)

Trang 12

¾ Gây biến dạng dẻo cục bộ như tán hoặc

núng phần cuối của bulông, hàn đính bu lông

vào đai ốc

Ưu : chắc chắn, MG không tháo được

5.2 Tính toán bu lông (vít, vít cấy)

1 Các dạng hỏng của bu lông (vít, vít cấy)

Chỉ tiêu tính toán

9 Thân bu lông bị kéo

đứt (tại phần có ren hay

tại tiết diện sát đầu bu

Trang 13

1 Các dạng hỏng của bu lông (vít, vít cấy)

Chỉ tiêu tính toán

¾ Dựa trên điều kiện bền đều giữa các phần

tử bu lông và đai ốc ⇒ quan hệ kích thước

hợp lý của bu lông và đai ốc ⇒ quy định

trong tiêu chuẩn

Khi tính toán bu lông tiêu chuẩn, chỉ cần

tính toán theo độ bền kéo của thân bu

lông ⇒ đường kính trong d 1 ⇒ tra tiêu

chuẩn : các kích thước khác

F

2 Tính bu lông ghép lỏng chịu lực dọc trục

Bulông móc treo hoặc phần có

ren của đoạn cuối móc cần trục…

Ứng suất kéo sinh ra trong

Trang 14

3 Tính bu lông được siết chặt,

không có ngoại lực tác dụng

Bulông của nắp bình kín không có áp suất dư

Để nắp đậy được kín ⇒ siết chặt đai ốc ⇒ lực siết V

⇒ tác động lên đai ốc

momen M r :

2 r

d

M V tg( ')

2

= γ + ϕ

ϕ ’ : góc ma sát thay thế, γ: góc nâng của ren

d 2

d 1 d

Trang 15

3 Tính bu lông được siết chặt, không có ngoại lực tác dụng

Thân bulông vừa chịu xoắn (do Mr),

vừa chịu kéo (do V)

2 1

V

d / 4

σ = π

2 1

Trang 16

V

d / 4

σ = π

Ứng suất kéo do

bản thân lực siết :

Để có lực siết V ⇒

tác động mômen M

4 Tính bu lông được siết chặt, chịu tác

dụng của ngoại lực F theo chiều trục

F

Ví dụ, bu lông ghép nắp bình kín có chịu áp suất

Trước khi chịu lực dọc

trục F, cần siết chặt bu

lông bằng lực siết ban

đầu V (giúp các tấm ghép

không trượt tương khi

chịu lực ngang ngẫu

nhiên hoặc bị va đập khi

tải trọng thay đổi, để bảo

đảm độ kín và độ cứng)

Trang 17

Khi trong bình có áp suất ⇒ sinh ra lực dọc

trục F có xu hướng tách hở hai tấm ghép ⇒

- Cần tính lực siết ban đầu V theo điều kiện

các tấm ghép không bị tách hở (trên bề mặt

tiếp xúc vẫn tồn tại một áp lực)

- Tính tải trọng toàn phần F b tác dụng lên bu

lông ⇒ xác đường kính thân bu lông

F

(tự đọc tài liệu)

5 Tính bu lông chịu lực ngang (lực tác dụng

vuông góc trục bu lông)

Bu lông được tính sao cho các tấm ghép

ms

F ≥ F

k.F V

Trang 18

a) Bulông lắp có khe hở

Bu lông vừa chịu kéo vừa chịu xoắn

Điều kiện bền (tương tự bu lông được siết

chặt không có ngoại lực tác dụng) :

i.f

≥

π σ

k.F V

i.f

=

⇒

F F

1

2 3

V

a) Bulông lắp không có khe hở

Lỗ lắp bu lông được doa, thân bu lông được gia

công nhẵn, kích thước chế tạo khá chính xác ⇒

không có khe hở giữa thân bu lông và lỗ.

F F

s 2

s 1

s 3

d 0

Dưới tác dụng của lực F, thân bu lông chịu

cắt//chịu dập (lực siết V không quan trọng)

5 Tính bu lông chịu lực ngang (lực tác dụng vuông góc trục bu lông)

Trang 19

 Điều kiện bền về cắt

[ ]

2 0

F

d i.

4

τ = ≤ τ

4F d

σ = ≤ σ

s : bề dày các tấm ghép

PA (a) rẽ tiền hơn PA (b) (không cần gia công chính xác đường kính thân bu lông và lỗ, nhưng kích thước bu lông trong PA (a) lớn hơn

5 Tính bu lông chịu lực ngang (lực tác dụng vuông góc trục bu lông)

Trang 20

19.3 Tính mối ghép bu lông nhóm

9 Trong MG bulông nhóm, tải trọng thường

phân bố không đều trên các bu lông

9 Để thuận lợi khi gia công//lắp ghép chọn ⇒

đường kính các bằng nhau + lực siết như nhau

⇒ xác định tải trọng tác dụng lên bu

lông chịu tải lớn nhất

⇒ tính toán kích thước của bu lông

1 Nhóm bu lông chịu lực ngang Q

(Lực Q vuông góc với trục bulông)

Q Q

Giả sử Q đi qua trọng tâm của bề mặt ghép và

phân bố đều cho các bulông

Lực tác dụng lên 1 bulông : F = Q / z

Trang 21

1 Nhóm bu lông chịu lực ngang Q (Lực Q vuông góc với trục bulông)

Q Q

Tính toán như khi tính bu lông chịu lực ngang

 Bu lông lắp có khe hở

Lực siết V ⇒ điều kiện bền ⇒ đường kính trong d 1

 Bu lông lắp không có khe hở

Điều kiện bền về cắt ⇒ đường kính d 0

2 Nhóm bulông chịu momen M nằm trong mặt

phẳng vuông góc với trục bulông

O

M

r i

(1) (2)

Giả sử mối ghép nhóm bu lông có dạng đối

xứng qua trọng tâm O của MG

Trang 22

2 Nhóm bulông chịu momen M nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục bulông

O

M

r i

(1) (2)

kM V

Trang 23

Mr F

9 Cấu tạo đơn giản

9 Cố định CTM ở bất kỳ vị trí nào (nhờ

khả năng tự hãm)

9 Dễ tháo lắp

9Giá thành tương đối hạ, thay thế dễ dàng (bu

lông được TCH và chế tạo sẵn bằng các PP có

năng suất cao)

Trang 24

5.4 Đánh giá mối ghép ren

Tiêu đề	Mối ghép bằng ren
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Cơ sở thiết kế máy
Thể loại	Bài giảng
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	24
Dung lượng	337,21 KB